RU2194213C2

RU2194213C2 - Cylindrical hot-water boiler plant (versions) and metal circular header

Info

Publication number: RU2194213C2
Application number: RU2000112265/06A
Authority: RU
Inventors: Б.Н. Гроздов
Original assignee: Гроздов Борис Николаевич
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2002-12-10

Abstract

FIELD: generation of steam and hot water; boiler engineering. SUBSTANCE: boiler plant includes cylindrical boiler with water-walled furnace chamber, circular headers, heating loops for heat-transfer agent for simultaneous generation of hot water and steam, heat-exchange tubes located in furnace chamber and in convective part which are bent in form of elliptical loops, built-in economizer, two circular gas ducts and air preheater made in form of casing where outer surface of boiler is enclosed. One loop is connected with superheated agent line feeding this agent to tank-deaerator by means of pipe line; temperature of heat-transfer agent is kept at the level sufficient for maintenance of saturation temperature in tank-deaerator. Tank-deaerator flash steam line is connected with boiler furnace chamber. Rear inner circular header of furnace is supported by cantilever support and is movable on this support; rear outer header is located on movable support with temperature mark. According to one version, boiler plant may be provided with blind furnace chamber of boiler which is two-way chamber for combustion products and one circular gas duct separated from furnace chamber. Metal circular header of boiler plant has sections formed by several baffles: some baffles are blind and other baffles are perforated; they are connected with covers on the outside of boiler plant and with tube sheets on its inner side. EFFECT: reduced usage of metal; enhanced operational reliability and efficiency of boiler plant. 22 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для выработки пара и нагрева воды. The invention relates to a power system and can be used to generate steam and heat water.

Наиболее близким аналогом первого и второго объекта изобретения является котельная установка по патенту RU 2110730, F 22 В 5/00, 10.05.1998, включающая цилиндрический котел с внутренней цилиндрической экранированной топочной камерой, расположенной по центру котла, газомазутное горелочное устройство, один и более кольцевых коллекторов, в том числе внутренний и внешний задний коллекторы, контур нагрева теплоносителя, теплообменные трубы, расположенные в топочной камере и конвективной части, встроенный радиационно-конвективный экономайзер, два кольцевых газохода и имеющая возможность расположения в пространстве горизонтально, вертикально и наклонно. The closest analogue to the first and second object of the invention is a boiler plant according to patent RU 2110730, F 22 В 5/00, 05/10/1998, including a cylindrical boiler with an inner cylindrical shielded combustion chamber located in the center of the boiler, a gas-oil burner, one or more ring collectors, including internal and external rear collectors, heat carrier heating circuit, heat transfer pipes located in the combustion chamber and convection part, built-in radiation-convection economizer, two rings gas ducts and having the possibility of arrangement in space horizontally, vertically and obliquely.

Наиболее близким аналогом третьего объекта изобретения является техническое решение по патенту GB 1297941, F 28 F 9/00, 29.11.1972 - металлический кольцевой коллектор, имеющий секции, образованные перегородкой. The closest analogue of the third object of the invention is the technical solution according to patent GB 1297941, F 28 F 9/00, 11.29.1972 - a metal ring collector having sections formed by a partition.

Недостатком этих технических решений является низкий КПД и высокая металлоемкость. The disadvantage of these technical solutions is low efficiency and high metal consumption.

Задачей изобретения является повышение КПД котельной установки, а также снижение ее металлоемкости, повышение эксплуатационной надежности и увеличение срока эксплуатации. The objective of the invention is to increase the efficiency of the boiler plant, as well as reducing its metal consumption, increasing operational reliability and increasing the life of the device.

Поставленная задача решается тем, что по первому варианту выполнения цилиндрическая водогрейная котельная установка, трехходовая по ходу продуктов сгорания с цилиндрической экранированной топочной камерой, расположенной по центру котла, содержит газомазутное горелочное устройство, один и более кольцевых коллекторов, в том числе внутренний и внешний задний коллекторы, контур нагрева теплоносителя, теплообменные трубы, расположенные в топочной камере и конвективной части, встроенный радиационно-конвективный экономайзер, два кольцевых газохода и может располагаться в пространстве горизонтально, вертикально и наклонно. При этом она снабжена воздухоподогревателем, который представляет собой кожух, в который заключена внешняя, нетеплоизолированная, оребренная поверхность котла, которая с частью патрубка продуктов сгорания является поверхностью нагрева воздухоподогревателя, дутьевым вентилятором, дополнительными регулируемыми контурами теплоносителя, которые позволяют вырабатывать в котельной установке одновременно горячую воду и пар, один из которых соединен трубопроводом с линией подачи в бак-деаэратор перегретого теплоносителя, имеющего температуру, которая необходима для поддержания в баке-деаэраторе теплоносителя в стадии насыщения 102-104^oС.The problem is solved in that, according to the first embodiment, a cylindrical hot-water boiler plant, three-way along the combustion products with a cylindrical shielded combustion chamber located in the center of the boiler, contains a gas-oil burner device, one or more ring collectors, including internal and external rear manifolds , heating medium heating circuit, heat exchange tubes located in the combustion chamber and convective part, built-in radiation-convective economizer, two ring x flue and can be located in space horizontally, vertically and obliquely. At the same time, it is equipped with an air heater, which is a casing in which the external, non-insulated, finned surface of the boiler is enclosed, which, with part of the pipe of combustion products, is the heating surface of the air heater, a blower fan, and additional adjustable coolant circuits that allow generating simultaneously hot water in the boiler plant and steam, one of which is connected by a pipeline to the supply line to the deaerator tank of an overheated coolant having a temperature atura, which is necessary to maintain the coolant in the deaerator tank in the saturation stage of 102-104 ^o C.

Линия выпара с бака-деаэратора соединена с топочной камерой котла, пространство камеры экономайзера, который снабжен гляделкой, через патрубок соединено с всасом дутьевого вентилятора горелочного устройства, а задний внутренний кольцевой коллектор топочной камеры опирается и перемещается на консольной опоре, задний внешний коллектор расположен на подвижной опоре с температурным репером, а теплообменные трубы изогнуты в виде петель, имеющих форму эллипса, компенсируют температурное расширение топки и конвективной части котла. При этом теплообменные трубы могут иметь теплообменные турбулизаторы-завихрители потока продуктов сгорания и могут быть выполнены многорядными, оребренными, плавниковыми, с металлическими мембранами, ошипованы и выполнены типа "змейка", в кольцевых газоходах могут быть установлены газонаправляющие перегородки. Котельная установка может иметь металлические крепежи и связи для поддержания и фиксации положения теплообменных труб. Котельная установка может иметь дополнительно поверхности нагрева - контуры, обеспечивающие нагрев топлив, газа-мазута, перед газомазутным горелочным устройством. Котельная установка может быть изготовлена из цветных металлов и их сплавов, может быть защищена слоем антикоррозионного материала и может быть изготовлена из антикоррозионного материала. The vapor line from the deaerator tank is connected to the boiler combustion chamber, the economizer chamber space, which is equipped with a peephole, is connected through the pipe to the inlet of the burner fan of the burner, and the rear inner ring collector of the combustion chamber leans and moves on the cantilever support, the rear external collector is located on the movable a support with a temperature reference, and heat transfer pipes are curved in the form of loops having the shape of an ellipse, compensate for the thermal expansion of the furnace and the convective part of the boiler. At the same time, heat-exchange tubes can have heat-exchange turbulizers-swirls of the flow of combustion products and can be multi-row, finned, fin, with metal membranes, studded and made of the “snake” type, gas guide baffles can be installed in the annular ducts. The boiler plant may have metal fasteners and ties to maintain and fix the position of the heat transfer pipes. The boiler plant may additionally have heating surfaces — circuits that provide heating of fuels, gas-fuel oil, in front of the gas-oil burner. The boiler plant can be made of non-ferrous metals and their alloys, can be protected with a layer of anticorrosive material and can be made of anticorrosive material.

Также поставленная цель достигается тем, что по второму варианту выполнения цилиндрическая водогрейная котельная установка содержит цилиндрический котел с внутренней цилиндрической экранированной топочной камерой, расположенной по центру котла, горелочное устройство, один и более кольцевых коллекторов, контур нагрева теплоносителя, теплообменные трубы, расположенные в топочной камере и конвективной части, встроенный радиационно-конвективный экономайзер, кольцевой газоход и имеет возможность расположения в пространстве горизонтально, вертикально, наклонно, при этом она снабжена воздухоподогревателем, который представляет собой кожух, в который заключена внешняя, нетеплоизолированная, оребренная поверхность котла, которая с частью патрубка выхода продуктов сгорания является поверхностью нагрева воздухоподогревателя, дутьевым вентилятором, дополнительными контурами теплоносителя, которые позволяют вырабатывать в котельной установке одновременно горячую воду и пар, при этом теплообменные трубы изогнуты в виде петель, имеющих форму эллипса, установлены в топочной камере и кольцевом газоходе, а топочная камера котла - тупиковая, двухходовая по ходу продуктов сгорания и отделена от кольцевого газохода с помощью теплообменных мембран или цилиндрической поверхности, которая, как и мембраны, не доходит до фронтального коллектора котла. При этом теплообменные конвективные трубы имеют теплообменные турбулизаторы-завихрители потока продуктов сгорания и могут быть оребренными, плавниковыми, с металлическими мембранами, ошипованы и типа "змейка", в кольцевом газоходе установлены газонаправляющие перегородки. The goal is also achieved by the fact that, according to the second embodiment, the cylindrical hot-water boiler installation comprises a cylindrical boiler with an internal cylindrical shielded combustion chamber located in the center of the boiler, a burner device, one or more ring collectors, a heating medium heating circuit, heat exchange pipes located in the combustion chamber and convection parts, built-in radiation-convection economizer, annular gas duct and has the ability to be located in the horizon It is vertical, inclined, while it is equipped with an air heater, which is a casing in which the external, non-heat-insulated, finned surface of the boiler is enclosed, which, with part of the exhaust gas outlet pipe, is the heating surface of the air heater, a blower fan, and additional coolant circuits that allow generating in the boiler plant, both hot water and steam are simultaneously, while the heat exchange pipes are bent in the form of elliptical loops, installed in the top hydrochloric chamber and an annular gas duct and boiler, the combustion chamber - deadlock, Double-thread in the course of combustion products and is separated from the annular duct via the heat exchange membrane or a cylindrical surface which, as the membrane does not extend to the front of the boiler reservoir. In this case, convective heat exchange tubes have heat exchange turbulators-swirls of the flow of combustion products and can be finned, fin, with metal membranes, studded and of the snake type, gas guiding partitions are installed in the annular duct.

Кроме того, котельная установка может иметь металлические крепежи и связи для поддержания и фиксации положения теплообменных труб и дополнительные поверхности нагрева -контуры, обеспечивающие нагрев топлив, газа-мазута, перед газомазутным горелочным устройством. Котельная установка может быть изготовлена из цветных металлов и их сплавов, может быть защищена слоем антикоррозионного материала и может быть изготовлена из антикоррозионного материала. In addition, the boiler installation may have metal fasteners and ties to maintain and fix the position of the heat exchange pipes and additional heating-circuit surfaces that provide heating of fuels, gas-fuel oil, in front of the gas-oil burner. The boiler plant can be made of non-ferrous metals and their alloys, can be protected with a layer of anticorrosive material and can be made of anticorrosive material.

Также поставленная задача решается тем, что металлический кольцевой коллектор имеет секции, образованные перегородкой, при этом секции образованы несколькими кольцевыми перегородками, часть которых выполнена глухими, а другая часть - перфорированными, соединенными с внешней стороны котельной установки крышками, а с внутренней стороны - трубными решетками. Коллектор может быть изготовлен из цветных металлов и их сплавов, и может быть защищен слоем антикоррозионного материала, и может быть изготовлен из антикоррозионного материала. The task is also solved by the fact that the metal ring collector has sections formed by a partition, while the sections are formed by several ring partitions, some of which are blind, and the other part is perforated, connected by lids on the outside of the boiler plant, and tube sheets on the inside . The collector can be made of non-ferrous metals and their alloys, and can be protected with a layer of anticorrosive material, and can be made of anticorrosive material.

На фиг.1 представлена принципиальная схема котельной установки;
на фиг.2 показан воздухоподогреватель котельной установки;
на фиг.3 показано продольное сечение котла;
на фиг.4 показана часть кольцевого, фронтального, внутреннего, топочного коллектора;
на фиг.5 показаны теплообменные трубы, изогнутые в форме петель;
на фиг.6 - поперечное сечение I-I по фиг.3;
на фиг.7 - поперечное сечение II-II по фиг.3;
на фиг.8 - котельная установка, расположенная в вертикальной плоскости;
на фиг.9 показано сечение верхней части котла;
на фиг.10 показан металлический кольцевой коллектор, соединенный с контуром нагрева теплоносителя.Figure 1 presents a schematic diagram of a boiler installation;
figure 2 shows the air heater of the boiler installation;
figure 3 shows a longitudinal section of the boiler;
figure 4 shows a part of the annular, frontal, internal, furnace collector;
figure 5 shows the heat transfer pipes, curved in the form of loops;
figure 6 is a cross section II of figure 3;
Fig.7 is a cross section II-II of Fig.3;
on Fig - boiler installation located in a vertical plane;
figure 9 shows a cross section of the upper part of the boiler;
figure 10 shows a metal ring collector connected to the heating circuit of the coolant.

Котельная установка состоит из водотрубного котла 1 с встроенным радиационно-конвективным экономайзером, термического деаэратора 2, газомазутного горелочного устройства 3. Котельная установка содержит два контура теплоносителя, при этом один контур, циркуляционно-рециркуляционный, расположен по фронту котла и конструктивно выполнен как полое кольцо, а другой контур, технологический, выполнен трубным, из двух частей. Кроме того, котельная установка содержит воздухоподогреватель, трубопровод нагретого теплоносителя из фронтального кольцевого контура -"полое кольцо", соединенный с прямой линией теплосети (циркуляционной), при этом в контур "полое кольцо" теплоноситель поступает из кольцевого внутреннего (выходного) коллектора, а при рециркуляционном соединении контура "полое кольцо" его нагретый теплоноситель соединяется с обратной линией теплосети (рециркуляционной) (на фиг.1 не показано). The boiler plant consists of a water tube boiler 1 with a built-in radiation-convection economizer, thermal deaerator 2, gas-oil burner 3. The boiler plant contains two coolant circuits, while one circuit, circulation-recirculation, is located on the front of the boiler and is structurally designed as a hollow ring, and the other circuit, technological, is made pipe, in two parts. In addition, the boiler installation contains an air heater, a heated coolant pipe from the frontal annular circuit - a “hollow ring” connected to a straight line of the heating network (circulation), while the coolant enters the “hollow ring” circuit from the annular internal (output) collector, and when the recirculation connection of the "hollow ring" circuit, its heated coolant is connected to the return line of the heating network (recirculation) (not shown in Fig. 1).

Также котельная установка содержит трубопровод технологического трубного контура, по которому перегретый теплоноситель подается в бак-деаэратор 2, теплообменник, установленный в баке-деаэраторе, внутри которого циркулирует перегретый теплоноситель технологического трубного контура, трубную линию выпара, соединяющую деаэрационную колонку с цилиндрической топочной камерой котла, обратную линию теплосети 8, циркуляционный насос 9 теплосети и котельной установки, подпиточный насос 10 теплосети с деаэрированной водой, прямую линию теплосети 11, патрубок выхода продуктов сгорания 12. Бак-деаэратор и его колонка соединены трубой 7 с топочной камерой котла, при этом в топочную камеру из деаэратора поступает выпар (паровая среда) совместно с выделившимися из деаэрируемой воды растворенными газами (O₂, СО₂), находящимися в деаэрируемой воде, что в целом снижает выброс оксидов азота в окружающую среду и утилизирует тепло выпара.The boiler plant also contains a pipeline of the technological pipe loop through which superheated coolant is supplied to the deaerator tank 2, a heat exchanger installed in the deaerator tank, inside of which the superheated coolant of the technological pipe loop circulates, a vapor pipe connecting the deaeration column to the cylindrical combustion chamber of the boiler, return heating system line 8, circulation pump 9 of the heating system and boiler plant, recharge pump 10 heating system with deaerated water, direct heating line Children 11, exhaust gas outlet 12. The tank deaerator and its column are connected by a pipe 7 to the furnace chamber of the boiler, while vapor (vapor medium) is supplied to the furnace chamber from the deaerator together with dissolved gases released from the deaerated water (O ₂ , СО ₂ ) located in deaerated water, which generally reduces the release of nitrogen oxides into the environment and utilizes the heat of evaporation.

Внешняя поверхность котла 1 и часть поверхности патрубка выхода продуктов сгорания 12 служат поверхностью нагрева воздухоподогревателя. При этом внешняя поверхность котла 1 ограждена газоплотным кожухом 13 (футляром), который образует с ней зазор 14 (пространство), в котором движется нагреваемый воздух. Воздух омывает внешнюю поверхность котла и фронтального коллектора котла 15, заднюю крышку котла 16 и часть поверхности патрубка 12, воздух нагревается и поступает на дутьевой вентилятор горелочного устройства. При этом воздухоподогреватель может работать как под разрежением, так и под надувом. На внешней поверхности котла имеется теплообменное оребрение 17, служащее воздухонаправляющим устройством. На задней крышке котла 1 имеется патрубок 18, который служит для отбора продуктов сгорания из камеры экономайзера на всас дутьевого вентилятора, чем обеспечивается рециркуляция продуктов сгорания и экологическая защита котельной установки в целом. При работе воздухоподогревателя под наддувом кожух 13 полностью герметизирован и соединен с нагнетательным патрубком дутьевого вентилятора, по месту его установки, а пространство 14 соединено воздуховодом(ами) горелочного устройства, при этом рециркуляция продуктов сгорания обеспечивается трубой, подающей дымовые газы от патрубка 12 на всасывающий патрубок дутьевого вентилятора. The outer surface of the boiler 1 and part of the surface of the outlet pipe of the products of combustion 12 serve as the heating surface of the air heater. In this case, the outer surface of the boiler 1 is enclosed by a gas tight casing 13 (case), which forms a gap 14 (space) with it, in which the heated air moves. Air washes the outer surface of the boiler and the front manifold of the boiler 15, the back cover of the boiler 16 and part of the surface of the pipe 12, the air heats up and enters the blower fan of the burner device. In this case, the air heater can work both under vacuum and under pressure. On the outer surface of the boiler there is a heat exchange fin 17, which serves as an air guide device. On the back cover of the boiler 1 there is a pipe 18, which serves to select combustion products from the economizer chamber to the inlet of the blower fan, which ensures recycling of the combustion products and environmental protection of the boiler plant as a whole. When the heater is pressurized, the casing 13 is completely sealed and connected to the discharge pipe of the blower fan, at the place of its installation, and the space 14 is connected by the air duct (s) of the burner device, while the combustion products are recirculated by a pipe supplying flue gases from the pipe 12 to the suction pipe blow fan.

Радиационная часть встроенного экономайзера 19 выходит в топочную камеру котла 20. Кольцевые коллекторы, внешний фронтальный 21 и задний 22, соединены между собой рядами конвективных теплообменных труб 23, которые расположены во втором кольцевом газоходе 24, образованном газонаправляющим устройством 25 и внешним цилиндром котла, соединяющим кольцевые коллекторы 21 и 22. Коллектор 21 соединяется с кольцевым, задним топочным коллектором 26, теплообменными трубами 27, изогнутыми в виде петель, имеющих форму эллипса, расположенными в первом кольцевом газоходе 28. Коллектор 26 соединяется с кольцевым фронтальным топочным коллектором 29 теплообменными экранными трубами 30, внешний ряд которых от фронтального коллектора 29 соединен металлическими мембранами 41. В конце топочной камеры 20 имеется проход между трубами 30 для выхода продуктов сгорания из топочной камеры 20 в первый кольцевой газоход 28. Выход продуктов сгорания из первого кольцевого газохода 28 во второй кольцевой газоход обеспечивается цилиндрической газонаправляющей, теплообменной перегородкой 25, соединенной с коллектором 26, при этом цилиндрическая перегородка 25 может быть заменена установкой между труб мембран, плавников, ребер и т.д. The radiation part of the integrated economizer 19 enters the combustion chamber of the boiler 20. The annular collectors, the external front 21 and rear 22, are interconnected by rows of convective heat transfer tubes 23, which are located in the second annular duct 24 formed by the gas guide device 25 and the outer boiler cylinder connecting the annular collectors 21 and 22. The collector 21 is connected to an annular, rear combustion manifold 26, heat exchange tubes 27, curved in the form of loops having the shape of an ellipse, located in the first annular inlet 28. The collector 26 is connected to the annular front combustion collector 29 by heat-exchange screen tubes 30, the outer row of which from the front collector 29 is connected by metal membranes 41. At the end of the combustion chamber 20 there is a passage between the pipes 30 for the exit of combustion products from the combustion chamber 20 to the first annular gas duct 28. The output of combustion products from the first annular gas duct 28 into the second annular gas duct is provided by a cylindrical gas guide, heat exchange partition 25 connected to the collector 26, pr This cylindrical baffle 25 may be replaced by installing between the membrane tubes, fins, ribs, etc.

Котел снабжен двумя контурами теплоносителя, кольцевым 31 с выходом нагретого теплоносителя 32 и выходом теплоносителя 33, нагретого выше, чем температура входного теплоносителя, и трубным технологическим контуром, состоящим из двух частей 34 и 35, при этом часть 34 контура расположена на фронтальной части в топочной камере котла, а часть 35 расположена в конце топочной камеры. При этом части соединены последовательно между собой трубой 36, проходящей в непосредственной близости 10-20 мм от ряда труб 30 топочной камеры 20. Вход теплоносителя из контура 34-35-36 не регламентирован и может быть осуществлен в любом месте котельной установки. Контур 34-35-36 позволяет вырабатывать теплоноситель с повышенной температурой в виде насыщенного или перегретого пара. The boiler is equipped with two coolant circuits, ring 31 with the outlet of the heated coolant 32 and the outlet of the coolant 33 heated higher than the temperature of the inlet coolant, and a pipe process circuit consisting of two parts 34 and 35, while part 34 of the circuit is located on the front part in the furnace the boiler chamber, and part 35 is located at the end of the combustion chamber. In this case, the parts are connected in series with each other by a pipe 36 passing in the immediate vicinity of 10-20 mm from a number of pipes 30 of the combustion chamber 20. The coolant inlet from the circuit 34-35-36 is not regulated and can be carried out anywhere in the boiler plant. Circuit 34-35-36 allows you to generate a coolant with high temperature in the form of saturated or superheated steam.

Экономайзер имеет радиационную 19 и конвективную 37 поверхности нагрева и гляделку 38, расположенную внутри центрального коллектора 19, и при этом экономайзер вставляется с торца в котел, а затем соединяется с его элементами. Прямые теплообменные трубы 37 выполнены установочно-поддерживающими, а камера экономайзера закрывается крышкой с патрубком выхода продуктов сгорания и взрывным клапаном. Кроме того, взрывной клапан предусматривается на внешней цилиндрической части котла, где происходит выход продуктов сгорания из первого во второй кольцевой газоход. The economizer has a radiation 19 and convective 37 heating surfaces and a peep 38 located inside the central collector 19, and the economizer is inserted from the end into the boiler, and then connected to its elements. Direct heat exchange pipes 37 are made installation-supporting, and the economizer chamber is closed by a lid with a pipe for the exit of combustion products and an explosive valve. In addition, an explosive valve is provided on the outer cylindrical part of the boiler, where combustion products exit from the first to the second annular gas duct.

Вход теплоносителя в котел осуществляется по трубопроводу 39, а выход нагретого теплоносителя из котла осуществляется из коллектора 29 патрубком 40. The coolant enters the boiler through pipeline 39, and the heated coolant exits the boiler from the collector 29 by pipe 40.

Топочный кольцевой коллектор 26 расположен на консольной опоре, обозначенной буквой "К", обеспечивающей его свободное перемещение, а внешний задний кольцевой коллектор 22 расположен на подвижной опоре, где устанавливается репер, и при нагреве теплоносителя котел может свободно расширяться и перемещаться. The furnace ring collector 26 is located on the cantilever support, marked with the letter "K", which ensures its free movement, and the external rear ring collector 22 is located on the movable support, where the benchmark is installed, and when the coolant is heated, the boiler can expand and move freely.

Кольцевые коллекторы 21, 22, 26 и 29 являются теплообменными элементами котла, что повышает эффективность нагрева теплоносителя. The ring collectors 21, 22, 26 and 29 are the heat exchange elements of the boiler, which increases the efficiency of heating the coolant.

При вертикальном расположении котельной установки газомазутное горелочное устройство установлено сверху, а внизу под котлом расположен газоход, ведущий к дымовой трубе или дымососу, в зависимости от того, как работает котел: под надувом или с уравновешенной тягой, при этом воздухонаправляющее устройство воздухоподогревателя выполнено в виде теплообменных, одной или нескольких, металлических спиральных лент 17, которые являются оребрением, и расположено между кожухом 13 и внешней цилиндрической поверхностью котла. При таком расположении у котла отсутствует патрубок выхода продуктов сгорания. Всасывающий патрубок дутьевого вентилятора обозначен буквой "В". With a vertical installation of the boiler installation, a gas-oil burner is installed on top, and below the boiler there is a gas duct leading to the chimney or smoke exhaust, depending on how the boiler works: under pressure or with balanced draft, while the air guide device of the heater is made in the form of heat exchangers , one or more metal spiral tapes 17, which are fins, and is located between the casing 13 and the outer cylindrical surface of the boiler. With this arrangement, the boiler does not have a pipe for the exit of combustion products. The suction pipe of the blower fan is marked with the letter "B".

Во втором варианте выполнения котельной установки топочная камера 20 является тупиковой, расположена по центру котла и является двухходовой по движению продуктов сгорания. В котле имеется только один кольцевой газоход 28, в котором, как и в топочной камере, установлены теплообменные трубы 27, изогнутые в виде петель, имеющих форму эллипса, при этом эллипс труб 27 может лежать в любой плоскости, а трубы могут располагаться в несколько рядов. Котел имеет четыре кольцевых коллектора: фронтальный внешний 21, задний внешний 22, фронтальный внутренний 29, который является выходным коллектором нагретого теплоносителя из котла, и задний внутренний топочный коллектор 26. In the second embodiment of the boiler installation, the combustion chamber 20 is a dead end, located in the center of the boiler and is two-way in the movement of combustion products. The boiler has only one annular gas duct 28, in which, as in the combustion chamber, heat exchange pipes 27 are installed, bent in the form of loops having the shape of an ellipse, while the ellipse of the pipes 27 can lie in any plane, and the pipes can be arranged in several rows . The boiler has four ring collectors: front external 21, rear external 22, front internal 29, which is the output collector of the heated coolant from the boiler, and the rear internal combustion header 26.

Котел снабжен двумя дополнительными поверхностями нагрева - контурами, один из контуров 34 - фронтальный кольцевой (полое кольцо), в который вставляется и прикрепляется горелочное устройство 3, второй контур 35 расположен в конце топочной камеры и также кольцевой (полое кольцо). Через контур 35 вставляется и закрепляется цилиндрический коллектор радиационно-конвективного экономайзера 19. Контуры 34 и 35 могут работать как раздельно ( параллельно), так и по схеме последовательного соединения. Над кольцевым газоходом установлен взрывной клапан, трубы 27 имеют металлические мембраны-завихрители 42, а цилиндрическая топка 20 отделена от кольцевого газохода 28 с помощью металлических мембран 43 или цилиндрической металлической теплообменной поверхности, которая, как и мембраны, не доходит до фронтального кольцевого коллектора 21, обеспечивая тем самым выход продуктов сгорания из периферийного пространства топки 20 в кольцевой газоход 28. The boiler is equipped with two additional heating surfaces - circuits, one of the circuits 34 is a frontal annular (hollow ring) into which the burner device 3 is inserted and attached, the second circuit 35 is located at the end of the combustion chamber and also an annular (hollow ring). Through the circuit 35, a cylindrical collector of the radiation-convective economizer 19 is inserted and fixed. The circuits 34 and 35 can work both separately (in parallel), and according to the serial connection scheme. An explosive valve is installed above the annular gas duct, the pipes 27 have metal swirl membranes 42, and the cylindrical furnace 20 is separated from the annular gas duct 28 using metal membranes 43 or a cylindrical metal heat exchange surface, which, like the membrane, does not reach the front annular collector 21, thereby ensuring the exit of combustion products from the peripheral space of the furnace 20 into the annular gas duct 28.

Трубы 27 могут иметь поддерживающие элементы 44, крепежи и связи, а на задней крышке экономайзерной камеры 45 установлен пружинный или откидной взрывной клапан 46. Котельная установка имеет воздухоподогреватель, которым служит внешняя поверхность котла, и снабжена кожухом-футляром 13 с щелевидным входом нагреваемого воздуха, при этом между кожухом и футляром движется нагреваемый воздух. Котельная установка может располагаться вертикально, наклонно, горизонтально не имея тепловой изоляции внешних поверхностей котла, причем при вертикальном положении задняя стенка котла 45 может отсутствовать. Pipes 27 can have supporting elements 44, fasteners and ties, and a spring or flap blast valve 46 is installed on the back cover of the economizer chamber 45. The boiler installation has an air heater, which serves as the outer surface of the boiler, and is equipped with a casing 13 with a slit-like inlet of heated air, at the same time, heated air moves between the casing and the case. The boiler installation can be located vertically, obliquely, horizontally without thermal insulation of the external surfaces of the boiler, and in the vertical position, the rear wall of the boiler 45 may be absent.

Металлический кольцевой коллектор выполнен неразборным, монолитным, как единое целое и имеет секции 49 и 50, которые образуются за счет кольцевых металлических, плоских перегородок 47 и 48, установленных в определенных местах и соединенных с ними трубных решеток, по месту установки теплообменных труб в котле и крышек. Перегородки 47 выполнены глухими непроходными, а перегородки 48 перфорированы сквозными отверстиями для пропуска теплоносителя в соседнюю секцию кольцевого коллектора и совмещенного с секциями контура нагрева теплоносителя 49 и 50. The metal ring collector is made inseparable, monolithic, as a whole and has sections 49 and 50, which are formed due to ring metal, flat partitions 47 and 48, installed in certain places and connected to them by tube sheets, at the place of installation of heat transfer pipes in the boiler and covers. Partitions 47 are made of blind impassable, and partitions 48 are perforated through holes for passing the coolant into the adjacent section of the annular collector and combined with sections of the heating circuit of the coolant 49 and 50.

Котельная установка по первому варианту выполнения работает следующим образом:
Нагреваемый теплоноситель (сетевая вода теплосети) поступает от циркуляционных насосов 9 (резервный не показан) в трубу 39 входа теплоносителя в центральный цилиндрический коллектор радиационно-конвективного экономайзера и, нагреваясь в теплообменных элементах экономайзера, теплоноситель поступает в задний внешний коллектор 22, и далее теплоноситель проходит, нагреваясь в конвективных трубах 23, расположенных во втором кольцевом газоходе 24, в кольцевой коллектор 21, из которого по трубам 27, расположенным в первом кольцевом газоходе 28, нагреваемый теплоноситель поступает в коллектор 26, из которого по экранным трубам 30 топочной камеры 20 направляется в коллектор 29, из которого через патрубок 40 направляется потребителю. При этом теплоноситель нагревается в контуре 31, который имеет патрубки входа 32 и выхода 33 теплоносителя, а также в трубном технологическом контуре, состоящем из двух частей 34 и 35 ( фронтальной и задней).The boiler installation according to the first embodiment works as follows:
The heated coolant (network water of the heating system) comes from the circulation pumps 9 (standby not shown) into the pipe 39 of the coolant inlet to the central cylindrical collector of the radiation-convection economizer and, heating in the heat exchange elements of the economizer, the coolant enters the rear external collector 22, and then the coolant passes heating in convective pipes 23 located in the second annular gas duct 24, in the annular collector 21, of which, through pipes 27 located in the first annular gas duct 28, the heat The liquid to be heated arrives in the collector 26, from which it is directed through the screen tubes 30 of the combustion chamber 20 to the collector 29, from which it is sent to the consumer through the pipe 40. In this case, the coolant is heated in the circuit 31, which has nozzles for the inlet 32 and the outlet 33 of the coolant, as well as in the pipe process circuit, consisting of two parts 34 and 35 (front and back).

Движение продуктов сгорания осуществляется противоточно движению теплоносителя в котельной установке, при этом выход продуктов сгорания из топочной камеры осуществляется у заднего коллектора 26. Далее продукты сгорания поступают в первый кольцевой газоход 28 и движутся в межтрубном пространстве теплообменных труб 27 к фронту котла, где за счет цилиндрической газонаправляющей 25 продукты сгорания поворачивают на 180^o и поступают во второй кольцевой газоход 24, где, омывая теплообменные трубы 23, продукты сгорания поступают в экономайзерную камеру и, отдав тепловую энергию поверхностям нагрева 19 и 37 экономайзера, покидают котельную установку через патрубок 12 выхода продуктов сгорания.The movement of the combustion products is carried out counter to the movement of the coolant in the boiler installation, while the combustion products exit the combustion chamber at the rear manifold 26. Next, the combustion products enter the first annular gas duct 28 and move in the annular space of the heat exchange pipes 27 to the front of the boiler, where due to the cylindrical gas guide 25, the combustion products are rotated 180 ^o and enter the second annular gas duct 24, where, washing the heat exchange pipes 23, the combustion products enter the economizer amer and, having given thermal energy to the heating surfaces 19 and 37 of the economizer, leave the boiler plant through the pipe 12 of the exit of combustion products.

Котельная установка по второму варианту выполнения работает следующим образом. The boiler installation according to the second embodiment works as follows.

Нагреваемый теплоноситель поступает в цилиндрический коллектор 19 экономайзера и по теплообменным трубам 37 поступает в коллектор 22 (первая ступень нагрева теплоносителя). Из коллектора 22 теплоноситель проходит по трубам 27, расположенным в кольцевом газоходе 28 и, нагреваясь, поступает в коллектор 21 (вторая ступень нагрева теплоносителя), откуда теплоноситель, двигаясь по трубам 27, расположенным в топочной камере, поступает в коллектор 26 (третья ступень нагрева теплоносителя), а из коллектора 26 по трубам 27 проходит в коллектор 29, из которого нагретый теплоноситель направляется потребителю (четвертая ступень нагрева теплоносителя). Движение сгорающей смеси топлива с воздухом распространяется от фронта котла по центральной части топки 20 к задней части котла 1, т.е. к встроенному в топочную камеру радиационно-конвективному экономайзеру, а продукты сгорания топлива движутся по периферийной части топки к фронту котла 1 в межтрубном пространстве труб 27. The heated coolant enters the cylindrical collector 19 of the economizer and through the heat exchange pipes 37 enters the collector 22 (first stage of heating the coolant). From the collector 22, the coolant passes through pipes 27 located in the annular gas duct 28 and, when heated, enters the collector 21 (second heating medium stage), from where the coolant, moving through the pipes 27 located in the combustion chamber, enters the manifold 26 (third heating stage coolant), and from the collector 26 through pipes 27 passes to the collector 29, from which the heated coolant is sent to the consumer (the fourth stage of heating of the coolant). The movement of the combustible mixture of fuel with air propagates from the front of the boiler along the central part of the furnace 20 to the rear of the boiler 1, i.e. to the radiation-convective economizer built into the combustion chamber, and the products of fuel combustion move along the peripheral part of the furnace to the front of the boiler 1 in the annular space of the pipes 27.

В металлическом кольцевом коллекторе теплоноситель движется внутри секций 48 и 50, при этом сквозные отверстия, имеющиеся в перегородках 48, позволяют пропускать теплоноситель из одной секции в другую, а также в совмещенный с секциями контур теплоносителя. In a metal ring collector, the coolant moves inside sections 48 and 50, while the through holes in the partitions 48 allow the coolant to pass from one section to another, as well as into the coolant circuit combined with the sections.

Claims

1. A cylindrical hot-water boiler plant, three-way along the combustion products, comprising a cylindrical boiler with an internal cylindrical shielded combustion chamber located in the center of the boiler, a gas-oil burner device, one or more ring collectors, including internal and external rear collectors, a heating medium heating circuit , heat transfer tubes located in the combustion chamber and convective part, an integrated radiation-convective economizer, two annular gas ducts and with the possibility of location in space horizontally, vertically and obliquely, characterized in that it is equipped with an air heater, which is a casing that encloses an external, non-insulated, finned surface of the boiler, which, with a part of the outlet of combustion products, is a heating surface of the air heater, a blower fan, additional adjustable coolant circuits that allow both hot water and steam to be generated in the boiler installation, one of which is connected by a pipeline with a supply line to the deaerator tank of an overheated coolant having a temperature that is necessary to maintain the coolant in the deaerator tank at the saturation stage, while the discharge line from the deaerator tank is connected to the boiler combustion chamber, the space of the economizer chamber, which is equipped with a peephole, through the nozzle is connected to the inlet of the blower fan of the burner device, and the rear inner annular collector of the combustion chamber is supported and moved on a cantilever support, the rear external collector is located a movable support with a datum temperature, and the heat exchange tubes are bent in the form of loops having the shape of an ellipse, compensate for thermal expansion of the furnace and convective section of the boiler.

2. A boiler installation according to claim 1, characterized in that the heat exchange tubes have heat exchange turbulators-swirlers of the flow of combustion products.

3. Boiler installation according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that in the annular ducts installed gas guide walls.

4. Boiler installation according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that it has metal fasteners and ties to maintain and fix the position of the heat exchange tubes.

5. Boiler installation according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the heat transfer pipes are multi-row and can be finned, fin, with metal membranes, studded and made of the "snake" type.

6. Boiler installation according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that it additionally has heating surfaces - circuits that provide heating of fuels, gas oil, in front of the gas-oil burner device.

7. Boiler installation according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that it is made of non-ferrous metals and their alloys.

8. Boiler installation according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that it is protected by a layer of anticorrosive material.

9. Boiler installation according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that it is made of anticorrosive material.

10. A cylindrical hot-water boiler plant comprising a cylindrical boiler with an internal cylindrical shielded combustion chamber located in the center of the boiler, a burner device, one or more ring collectors, a heating medium heating circuit, heat transfer pipes located in the combustion chamber and convection part, an integrated radiation-convective an economizer, an annular gas duct and having the possibility of arrangement in space horizontally, vertically and obliquely, characterized in that it is equipped with air a preheater, which is a casing in which the external, non-heat-insulated, finned surface of the boiler is enclosed, which with a part of the outlet of the combustion products is the heating surface of the air heater, a blower fan, additional coolant circuits that allow generating hot water and steam at the same time in the boiler the heat exchange pipes are curved in the form of elliptical loops installed in the combustion chamber and the annular duct, and the boiler combustion chamber and a dead end, two-way along the combustion products and is separated from the annular gas duct using heat transfer membranes or a heat transfer cylindrical surface, which, like the membrane, does not reach the front of the boiler.

11. The boiler installation according to claim 10, characterized in that the heat-exchanging convective pipes have heat-exchange turbulators-swirlers of the flow of combustion products.

12. Boiler installation according to any one of paragraphs. 10 and 11, characterized in that gas guide walls are installed in the annular duct.

13. Boiler installation according to any one of paragraphs. 10-12, characterized in that it has metal fasteners and ties to maintain and fix the position of the heat exchange tubes.

14. Boiler installation according to any one of paragraphs. 10-13, characterized in that the heat transfer tubes can be finned, fin, with metal membranes, studded and of the snake type.

15. Boiler installation according to any one of paragraphs. 10-14, characterized in that it additionally has heating surfaces — circuits that provide heating of fuels, gas oil, in front of the gas-oil burner device.

16. Boiler installation according to any one of paragraphs. 10-15, characterized in that it is made of non-ferrous metals and their alloys.

17. Boiler installation according to any one of paragraphs. 10-16, characterized in that it is protected by a layer of anticorrosive material.

18. Boiler installation according to any one of paragraphs. 10-16, characterized in that it is made of anticorrosive material.

19. A metal annular manifold having sections formed by a partition, characterized in that the sections are formed by several annular partitions, some of which are blind, and the other part is perforated, connected by lids on the outside of the boiler plant, and tube sheets on the inside.

20. The collector according to claim 19, characterized in that it is made of non-ferrous metals and their alloys.

21. The collector according to any one of paragraphs. 19 and 20, characterized in that it is protected by a layer of anticorrosive material.

22. The collector according to any one of paragraphs. 19 and 20, characterized in that it is made of anticorrosive material.